我国高强度稳态磁场刷新纪录 强度相当于太阳黑子磁场3倍

4月16日，中国科学院强磁场科学中心传来消息：该中心研制的50毫米孔径5号水冷磁体（WM5）在电流36700安培的条件下，获得35特斯拉的稳态超强磁场，打破了50毫米孔径水冷磁体创造磁场的世界纪录，强度相当于太阳黑子磁场的3倍。这也是我国迄今获得的最高强度的稳态磁场，距离此前所达到的世界水冷磁体最强磁场纪录仅有1特斯拉之遥。

强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。强度超过5特斯拉的磁场被称为超强磁场，这类磁场在医学、生物工程、材料科学、磁约束可控聚变能等多个领域内有着非常重要的作用。而稳态磁场强度随时间的变化率足够小，以致于达到在工程上可以忽略的程度。

科研人员在标定磁场

据了解，我国科学家脉冲强磁场研究领域取得了不少成就，最大磁场强度已经接近100特斯拉。但与之相比，稳态磁场技术显得更加复杂。此前，我国主要依靠超导磁体来获得稳态高磁场，但因为超导磁体材料限制，一般可获得最高磁场强度为20特斯拉。要获得更高场强，则需要水冷磁体来实现。

2008年，国家重大科技基础设施——稳态强磁场实验装置落户中科院合肥分院，有传言称这一装置是我国磁约束核聚变国家实验室的重要部分。中国也成为了除美国、日本、法国、荷兰之后又一个拥有稳态强磁场水冷磁体装置的国家。该装置项目包括五台水冷磁体、四台超导磁体和一台混合磁体。其中水冷磁体全部为强磁场科学中心自主设计、研制。2013年1月，4号水冷磁体试验成功，在输入10兆瓦功率下获得了26.9特斯拉的磁场；同年9月，该磁体获得了27.5特斯拉的磁场，刷新了单台水冷磁体在10兆瓦功率下达到的最高场强的世界纪录，我国强磁场水冷磁体技术也达到了世界先进水平。

此次测试的5号水冷磁体孔径为50毫米，两组电源供电，与4号水冷磁体相比，通电功率增加了一倍多、磁体孔径也更大一些，难度更大。除了对磁体本身的设计要求高，还需要考验磁体工艺、电源系统及水冷系统。强磁场中心的科研人员经过数月的不懈努力，终于在4月16日上午测试成功：在输入功率25.6兆瓦、电流强度36700安培的条件下，获得35特斯拉的磁场强度。

5号水冷磁体

据了解，此前世界上与5号水冷磁体同类的50毫米磁体获得的最高稳态磁场强度为31.5特斯拉，5号水冷磁体已经打破了同类磁体创造磁场的世界纪录；而水冷磁体所能达到的磁场最高纪录是由美国国家强磁场实验室创造的，他们在用电输功率20兆瓦情况下，产生的最高磁场达36特斯拉。